润磨强化磁铁矿球团一步法直接还原工艺及机理研究

研究了以新疆高品位磁铁精矿为原料,采用预热球团一步法煤基直接还原工艺制取直接还原铁.在造球前通过润磨工艺预处理磁铁精矿,以期提高生球及预热球强度,有效地降低干球粉末率.在磁铁精矿配加1.0%复合粘结剂及润磨4 min的条件下,生球落下强度由未润磨时的3.8次/0.5 m提高到13.7次/0.5 m;润磨后干球＜1 mm粉末率由未润磨时的10.98%降低到2.98%;在预热温度800℃、预热时间10 min时,预热球团抗压强度由未润磨时的466 N/个提高到581 N/个.预热球团直接还原时,采用润磨预处理方案球团的金属化率与无润磨工艺的相差不大,但金属化球团抗压强度远远大于未润磨时的金属化球团,且几乎不产生磁性粉末.通过链箅机-回转窑直接还原扩大试验,所得的直接还原球团铁品位达93.91%、金属化率达95.99%、硫的质量分数低于0.01%、磁性粉末率仅为0.75%～0.96%、还原煤耗为808.5～859.3 kg/t.该直接还原铁是电炉冶炼优质钢和特殊钢的理想原料.     

生物质焦油还原多孔铁矿粉试验研究

针对生物质碳基还原动力学条件差、还原效率低的问题,将生物质裂解产物焦油作为还原剂,与铁矿粉混合还原炼铁。通过还原试验,对铁矿粉预热温度、还原温度、焦油与铁矿粉当量比等影响因素进行探讨。结果表明:铁产品质量随预热温度升高先上升后下降,在预热温度为450℃时达到最高;增加反应温度和铁矿粉与焦油当量比,能提高铁产品的还原度。当采用最佳工况(450℃预热30min,焦油与铁矿粉质量比1.2∶1,1 000℃下还原45min),可得到还原度为72.6%的还原铁产品。     

生物质用于直接还原工艺研究

选取木炭和无烟煤作为还原剂,分别研究了还原温度、C/O、还原时间对球团金属化率的影响。此外,还采用XRD物相检测分析、对比无烟煤和木炭对球团的还原效果。研究结果表明:以生物质木炭作为还原剂具有与无烟煤相当的还原效果,当C/O相同时,配加生物质木炭的球团与配加无烟煤含碳球团相比获得球团金属化率差距并不明显,以木炭为还原剂实现含碳球团的直接还原是可行的;以木炭为还原剂时,1 200℃下,C/O=0.7,还原时间20 min时,球团金属化率可达80%以上。     

提高低品位铁矿球团直接还原金属化率研究

应用直接还原炼铁工艺技术有许多研究,直接还原炼铁金属化率偏低一直是阻碍该技术推广的一个重要难题.本文通过调整低品位矿球团粒度、配料比和焙烧温度等影响因素的直接还原实验,提高了DRI球团金属化率,最高为98.20％.通过经济评价可知:金属化率最高,不是最经济;要同时兼顾煤耗、料耗及CO2排放,寻求效益最大化;较好的控制为球团粒度8～12mm,焙烧温度1 320℃,焙烧时间31 min,球团中不含NCP和膨润土,DRI球团金属化率在91％以上,有利于节能减排、降本增效.     

回转窑一步法直接还原铁生产的试验研究

以新疆磁铁精矿为原料,采用一步法直接还原,研究高强度、高还原性预热球团的制备及煤基直接还原的工艺.研究了实验室转鼓模拟回转窑装置中直接还原铁的生产工艺.讨论了配碳比、反应温度、反应时间等工艺参数对金属化率、脱硫率等回转窑直接还原铁的主要质量指标的影响,提出了本试验原料条件下,回转窑生产直接还原铁的最佳工艺参数.研究结果...     

含锌尘泥中锌铅及碱金属脱除研究

文章考察了不同碳氧比和温度条件下,直接还原过程中的铁还原率、金属化率、还原脱锌和脱铅率、KCl和Na Cl挥发脱除率。通过实验可知,含锌粉尘制备的含碳球团可以脱除锌、铅、钾和钠,同时有效利用粉尘中的碳资源还原铁氧化物得到金属化球团;在1200～1330℃范围内,温度对铁氧化物还原,锌和铅的还原脱除,KCl和Na Cl的挥发脱除影响明显;当粉尘碳氧比为1. 0,还原温度为1300℃,还原时间大于18min时,反应接近最终平衡点,可获得金属化率大于80%,锌铅几乎完全脱除,钾钠脱除率大于90%的金属化球团。     

生物质木炭用于鲕状高磷铁矿除磷

针对难处理的鲕状高磷铁矿,提出了首先采用高气化性生物质木炭制备含碳球团,然后通过直接还原-高温熔分的方法,成功实现了该铁矿的除磷提铁.直接还原实验采用管式炉.考察了还原温度、生物质木炭加入比例（碳氧摩尔比）和气氛等条件对样品还原行为的影响,并确定了适宜的还原条件为温度1373 K、配碳量0.9、时间15～25 min以及气氛P_CO2/P_CO=1:1.在此条件下,样品的金属化率和残碳质量分数分别在75%～80%和0.69%～0.11%的范围内.通过对该金属化球团的X射线衍射和扫描电镜-能谱分析发现:还原后样品中的主要物相为金属铁、磷灰石和硅酸三钙;磷没有被还原而仍以磷灰石的形式存在于脉石中.高温熔分实验采用Si-Mo棒高温箱式炉.实验结果得到磷质量分数为0.4%的铁样.在熔分体系中进一步添加相对质量为2%～4%的Na₂CO₃,可以得到磷质量分数在0.3%以下的铁样.基于以上分析,证明了采用生物质木炭用于高磷铁矿的除磷提铁是可行的.      

镍渣直接还原磁选提铁试验

 通过试验对镍渣和煤粉制备含碳球团的直接还原和磁选进行了研究,考察了不同温度、碳氧比、碱度等参数随时间的金属化率变化情况,以及不同磨矿细度下的磁选结果。结果表明：碳氧比为1.2,碱度为0.5的镍渣含碳球团,在1300℃下直接还原20min后可以获得98.34%的金属化率,在该条件下还原后所得金属化球团磨矿时间从10min增加到90min,粒度小于0.074mm所占比例从46.9%增加到95.6%,磁选后精矿TFe质量分数从78.82%降低到74.01%,而磁选产率与铁回收率则分别从51.77%和79.02%增加到70.92%和89.80%。实验室结果表明,镍渣通过含碳球团直接还原磁选的方式利用其中的铁资源在工艺上是可行的。     

高炉瓦斯灰制含碳球团直接还原试验研究

通过试验对高炉瓦斯灰和氧化铁皮制得含碳球团的直接还原进行了研究,考察了不同还原气氛、球团中不同C/O、还原时间、还原温度对还原结果的影响。结果表明:高温下含碳球团在空气中直接还原就能获得很高的金属化率。当球团中C/O在1.2以上时,球团的金属化率在还原过程中一直增加,在1 350℃下还原30 min,球团的金属化率达到96.94%。球团金属化率的变化趋势表明球团在反应开始是由化学反应控速环节控制,而后逐渐向扩散控速环节过渡。在1 400℃下空气中还原30 min,球团中还原出的铁与渣完全分离。     

钒钛铁精矿非自然碱度含碳球团高温固态还原试验

为了研究钒钛铁精矿非自然碱度含碳球团高温固态还原规律,以钒钛铁精矿为原料,在实验室条件下,探索了还原温度、还原时间、碱度和配煤比对钒钛铁精矿非自然碱度含碳球团高温固态还原的影响,采用X射线衍射仪测定了金属化球团的物相组成。研究结果表明,适当提高还原温度、延长还原时间、提高碱度和配煤比均可促使球团的金属化率提高;对于钒钛铁精矿金属化球团物相组成,在还原温度高于1 400℃时,金属化球团中出现大量碳氮化钛,碱度的提高有利于抑制还原产物中碳氮化钛的生成,配煤比的增加促进了碳氮化钛的生成。从后续熔分工序对钒钛铁精矿金属化球团质量要求的角度来说,高温固态还原的适宜条件,还原温度为1 350℃,碱度为1.0,还原时间为30 min,配煤比为1.3,在此条件下,球团的金属化率为93.72%,金属化球团碳质量分数为6.08%,主要物相为黑钛石和金属铁。     

Direct Reduction of High-phosphorus Oolitic Hematite Ore Based on Biomass Pyrolysis

Direct reduction of high-phosphorus oolitic hematite ore based on biomass pyrolysis gases(CO,H_2,and CH_4),tar,and char was conducted to investigate the effects of reduction temperature,iron ore-biomass mass ratio,and reduction time on the metallization rate.In addition,the effect of particle size on the dephosphorization and iron recovery rate was studied by magnetic separation.It was determined that the metallization rate of the hematite ore could reach 99.35% at iron ore-biomass mass ratio of 1∶0.6,reduction temperature of 1 100℃,and reduction time of 55 min.The metallization rate and the aggregation degree of iron particles increase with the increase of reduction temperature.The particle size of direct reduced iron(DRI) has a great influence on the quality of the iron concentrate during magnetic separation.The separation degree of slag and iron was improved by the addition of 15 mass% sodium carbonate.DRI with iron grade of 89.11%,iron recovery rate of 83.47%,and phosphorus content of 0.28% can be obtained when ore fines with particle size of-10 μm account for 78.15%.     

蛇纹石对磁铁矿和赤铁矿球团的影响

研究了蛇纹石对磁铁矿和赤铁矿2种不同矿粉球团的生球质量、抗压强度和冶金性能的影响。结果表明：配蛇纹石后赤铁矿和磁铁矿球团的生球质量都得到改善。配蛇纹石后磁铁矿和赤铁矿球团预热强度都下降,在相同温度和蛇纹石质量分数下,赤铁矿球团预热强度比磁铁矿球团低50~100 N/个,在焙烧温度小于1280 ℃时,随着蛇纹石质量分数的增加,磁铁矿和赤铁矿球团抗压强度都下降,但在1300 ℃的温度下,配蛇纹石的球团抗压强度比基准期球团抗压强度高。配蛇纹石后磁铁矿和赤铁矿球团还原膨胀率都下降。蛇纹石质量分数为1.5%时,球团矿还原度相对高。     

球团配加赤铁精矿的试验研究

利用球团模拟试验炉对配加10%～50%的赤铁精矿进行了试验,试验条件：干燥温度600℃,时间10 min;预热温度900℃,时间20 min;强氧化性气氛,焙烧30 min。结果表明,生产强度〉200 kg/个的球团矿,赤铁精矿配比30%以下时,需要的最低焙烧温度为1 180℃;35%时,最低为1 200℃;40%～50%时,则最低为1 220℃以上。赤铁精矿配比从10%增加到50%,可使球团矿的铁品位增加约0.7%、SiO2含量降低1%;还原度及低温还原120粉化率相差不大。同时,进行了配加煤粉、焦粉、有机黏结剂和PT粉的探索试验,试验表明,添加物对降低焙烧温度和提高球团矿强度有较好的作用,配加3%的PT粉,赤铁精矿配比30%球团矿的焙烧温度可降低50℃以上。     

The Reaction Behavior of Direct Reduced Iron (DRI) in Steelmaking Slags: Effect of DRI Carbon and Preheating Temperature

An experimental study was conducted to quantify the rate of direct reduced iron (DRI) decarburization in a steelmaking slag using the constant volume pressure increase technique. Experiments were conducted by dropping DRI pellets into molten slag at temperatures from 1773 K to 1873 K (1500 °C to 1600 °C). Subsequent experiments were carried out in which the DRI pellets were preheated while the slag temperature remained constant. The effect of the initial carbon content and the preheating temperature of the DRI on the reaction rate was investigated. The decarburization of DRI seems to comprise two stages, a reaction between the FeO and DRI followed by decarburization through the iron oxide of slag. Carbon has a significant effect on the kinetics of both stages, whereas the preheating temperature mainly influences the rate of decarburization between FeO and carbon inside the pellet.     

煤制气直接还原铁两段串联流程估算

为了降低直接还原铁能耗,根据试验数据研究了煤制气直接还原铁两段串联流程。串联流程中第一段竖炉用煤制气粗煤气余热和含碳球团冶炼直接还原铁,含碳球团以焦粉、半焦粉或无烟煤粉为还原剂,铁精矿、无机黏结剂混合后加压制作,电炉熔化直接还原、脱硫和生产水渣。串联流程中第二段竖炉以第一段净化后的炉顶煤气为第二段直接还原铁还原气,以氧化球团为原料。结果表明,煤制气直接还原铁两段串联流程估算能耗为394.8kg/t;与铁水比可比能耗为487.8kg/t,比高炉低41.2kg/t,生产过程中产生的污染物和温室气体排放低于高炉,接近天然气直接还原铁。     

含硼磁铁矿对超细粒级磁铁矿球团性能的影响

 超细粒级精矿球团化对中国贫矿资源应用有着特殊意义,但存在成球困难、生球质量差、成品球团强度低等问题,硼铁矿中硼和铁嵌布密切,应用难度大,然而其配加对提高球团性能有益。采用气体吸附法(BET法)测量比表面积并用扫描电镜(JSM6490)评价铁精矿粉和焙烧球团矿的微观结构,研究了添加含硼磁铁矿对超细精矿的成球性能、生球质量、预热焙烧强度的影响。结果表明,超细精矿中配加30%硼铁矿后,混合精矿成球性得到改善,达到中等成球性指标,生球落下强度从2.4 次/(0.5 m)升高到4.0 次/(0.5 m)、抗压强度从15.38 N/个增加到19.08 N/个、爆裂温度从340 ℃升高到410 ℃,优化配矿下可提高爆裂温度至460 ℃,球团的预热与焙烧时间缩短、温度降低,在预热时间与温度不变、焙烧时间相同、焙烧温度为1 175 ℃条件下,球团强度(与100%超细精矿相比)提高900 N/个左右,达到了3 500 N/个以上,在相同强度下,可降低焙烧温度近100 ℃。加入含硼磁铁矿可改善球团性能的原因为,含硼磁铁矿颗粒形貌复杂、碱性物质含量多、粒度粗,从而能有效帮助颗粒间嵌合,增加粉料分子水含量,改善成球性,提高生球强度与爆裂温度。MgO和B₂O₃会在球团内部生成低熔点液相,填充孔隙,促进焙烧温度降低,增强颗粒间网格状的均匀连结,提高焙烧球团的强度。     

进口巴西矿的球团试验研究

以巴西镜铁矿为研究对象,进行了生球制备试验和预热焙烧小型试验。试验结果确定了生球制备试验的最佳参数和球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度。生球制备试验的最佳参数:膨润土用量为2.1%,造球水分为8.5%(质量分数),造球时间为13 min,此时落下强度为5.0次/(0.5 m),生球抗压强度为11.26 N/个,爆裂温度为356℃,符合球团生产对生球质量的要求。球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度:预热温度为900℃,预热时间为10 min,焙烧温度为1 200℃,焙烧时间为15 min,此时预热球强度能达到500 N/个以上,焙烧球强度能达到2 500 N/个以上,符合高炉对球团矿的质量要求。     

马钢球团配用黏性姑精矿实验研究

摘要：为了解决黏性姑山赤铁精矿（姑精矿）用于烧结生产引起烧结质量指标降低,球团生产混合料难以混匀,球团质量变差,生产波动大等问题,开展了将姑山磁铁精矿B精、C精和姑精矿在矿浆状态下预先混匀成姑山混合精矿实验,并研究了姑精矿粒度、配比等因素对生球制备、球团预热焙烧制度和球团性能的影响。结果表明：在矿浆状态下混匀可使姑精矿在姑山混合精矿中分布均匀,添加姑精矿润磨后,造球混合料细粒级含量增加,姑精矿较磁铁精矿润磨性能好;使用造球混合料2号造球,生球落下强度为7.8次/（0.5m）,较磁铁精矿生球落下强度提高1.3次/（0.5m）。在预热温度950℃、预热时间18min、焙烧温度1200℃、焙烧时间20min时,焙烧球团强度为2987N/球,较磁铁精矿混合料焙烧球团强度降低129N/球,姑精矿的加入对球团的焙烧强度不利。生产中可以通过适当提高焙烧温度或姑精矿细度的措施来满足高炉对球团强度的要求。     

气基竖炉直接还原球团技术的发展

论述了球团矿质量对气基竖炉直接还原生产和DRI质量的影响以及DRI质量对炼钢生产的影响.介绍了提高气基竖炉直接还原工艺用球团矿质量的技术,包括降低Si02含量、降低粘结趋势、提高还原性和提高大粒度(12.5～16.0 mm)球团比率等措施及其发展.指出若把低TFe、高脉石含量的高炉用球团矿直接用于气基直接还原竖炉,至少应该采用球团涂层技术;如果球团矿脉石含量较高,需要借助工业试验进行综合分析以确定其经济性.     

链篦机—回转窑直接还原的适宜焙烧温度

在实验室进行了链篦机－回转窑直接还原的试验研究。结果表明：还原产品的铁收率得与入窑球团的抗压强度、抗磨能力正相关关系;球团抗压强度及抗磨能力取决于链篦机的焙烧温度。提高链篦机焙烧温度是提高链篦机－回转窑直接还原法铁假得率和杜绝结的重要途径。